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PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS AL PROGRAMA DE INGENIERÍA
CIVIL DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR
MARLA MILENA GÓMEZ GÓMEZ
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL CARTAGENA DE INDIAS D. T. Y C.
2006
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PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS AL PROGRAMA DE INGENIERÍA
CIVIL DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR
MARLA MILENA GÓMEZ GÓMEZ
Trabajo de grado presentado como requisito para obtener el título de Ingeniero Civil
Director Temático: Ing. M.Sc. Cesar Eduardo Pereira López
Asesor Metodológico:
Ing. Esp. Ricardo Andrés Escobar Arévalo
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL CARTAGENA DE INDIAS D. T. Y C.
2006
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Cartagena D. T y C., 22 de Enero de 2007.
Señores:
COMITÉ DE EVALUACIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Universidad Tecnológica de Bolívar
Ciudad
Apreciados señores,
La presente tiene por objeto, presentar para su estudio y aprobación mi
proyecto de grado titulado “PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS AL
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
DE BOLÍVAR”, como requisito para optar el título de Ingeniero Civil.
Agradezco de antemano la atención prestada que merezca la presente.
Cordialmente,
_____________________________
MARLA MILENA GÓMEZ GÓMEZ
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Cartagena D. T. y C., 22 de Enero de 2007.
Señores:
COMITÉ DE EVALUACIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Universidad Tecnológica de Bolívar
Ciudad
Apreciados señores:
El presente tiene por objeto comunicarles que hemos dirigido y asesorado a la
estudiante de la facultad de Ingeniería Civil MARLA MILENA GÓMEZ GÓMEZ,
en su proyecto de grado titulado “PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN
DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS AL
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
DE BOLÍVAR”, presentado como requisito para optar el título de Ingeniero Civil.
Agradeciendo la atención prestada,
_____________________________
CESAR PEREIRA LÓPEZ
Director Temático del Proyecto
Ingeniero Civil- Profesor Catedrático
_____________________________
RICARDO ESCOBAR ARÉVALO
Asesor Metodológico del Proyecto
Ingeniero Civil- Consultor
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Nota de aceptación: _____________________________
_____________________________
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Firma del presidente de jurado
_____________________________
Firma del jurado
_____________________________
Firma del jurado
Cartagena, fecha (día, mes, año) ___________________________
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DEDICATORIA
A Dios que en un día de desmotivación
Me enseñó que: “Él da esfuerzo al cansado y
Multiplicará las fuerzas al que no tiene ninguna…”.
A mi Mamá, mi Papá y mi Hermano, por
Estar conmigo en este proceso y apoyarme
Desde el inicio de mi carrera.
A Ricardo Andrés por brindarme
Asesoría y colaboración incondicional
Para desarrollar este proyecto
Y culminarlo con éxito.
Marla Milena
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AGRADECIMIENTOS
El autor expresa su reconocimiento:
A DIOS, fuente inspiradora y creadora de entendimiento y sabiduría para
asumir esta tarea con tranquilidad y responsabilidad, logrando la culminación
de las metas propuestas.
A MARLA GÓMEZ PATERNOSTRO y CESAR GÓMEZ GARAVITO, mis
padres, por creer en mis capacidades y estar a mi lado dándome ánimo en los
momentos de mayor dificultad en los que creí desfallecer.
A RICARDO ESCOBAR ARÉVALO, Asesor Metodológico, por hacerme
entender la importancia de este trabajo y crear en mí la motivación, seguridad y
responsabilidad para el desarrollo de mi trabajo de grado.
A GERMÁN CASTAÑO RODRÍGUEZ Director del Centro de Servicios de
Ingeniería, por convertirse en la persona que siguió nuestro proceso académico
y compartió nuestras experiencias en transcurso de la carrera de Ingeniería
Civil.
A BENJAMÍN ARANGO ZABALETA Director del Programa de Ingeniería Civil y
Ambiental, que desde el inicio mostró gran interés en el desarrollo de este
proyecto.
A CESAR PEREIRA LÓPEZ Director Temático del Proyecto, por su orientación
y asesoría en el desarrollo de este trabajo.
A TODAS aquellas personas, que estuvieron en todo momento y entendieron la
importancia de este proceso para mi formación académica.
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RESUMEN
El aprendizaje de actividades relacionadas con diversas áreas del conocimiento
se fundamenta con base en la ejecución de pruebas que permitan el
entendimiento de lo que se quiere aprender o investigar. La importancia del
aprendizaje a partir de la metodología de prueba y error constituyen la esencia
para el desarrollo de procesos que ayuden a la formación intelectual del
estudiante de pregrado a adquirir hábitos para formular hipótesis, que den
origen a la solución de problemas que se presenten en su entorno.
En la actualidad, la Universidad Tecnológica de Bolívar no cuenta con un
Laboratorio equipado para el desarrollo de las asignaturas de Mecánica de
Suelos y Pavimentos. Teniendo en cuenta el crecimiento de la población
estudiantil y las necesidades del programa de fortalecerse, se desarrolló una
propuesta para la implementación del Laboratorio de Mecánica de Suelos y
Pavimentos que comprendió desde el Diagnóstico de la Situación Actual,
Descripción General del Proyecto, Diseño Arquitectónico y Estructural del
Laboratorio, Parámetros de Investigación, Impacto ambiental, Presupuesto y
Relación Costo- Beneficio, hasta una guía para la implementación de una
Sistema de Gestión de Calidad con mira a una futura Acreditación.
Finalmente se infiere que contribuir con estas áreas del conocimiento es uno de
los pasos que se requieren para continuar con el posicionamiento del programa
de Ingeniería Civil y consolidarlo a nivel regional y nacional.
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CONTENIDO
INTRODUCCION 19
OBJETIVOS 22
OBJETIVO GENERAL 22
OBJETIVOS ESPECIFICOS 22
1 ANTECEDENTES 24
1.1 PRUEBAS Y ENSAYOS DE LABORATORIO 24
1.1.1 Mecánica de Suelos 24
1.1.2 Pavimentos 28
1.2 LABORATORIOS DE OTRAS UNIVERSIDADES A NIVEL
NACIONAL 29
1.2.1 Universidad EAFIT 30
1.2.2 Pontificia Universidad Javeriana 31
1.2.3 Universidad del Norte 32
1.2.4 Universidad de los Andes 33
1.2.5 Universidad Industrial de Santander- UIS 34
1.2.6 Politécnico Jaime Isaza Cadavid 35
1.2.7 Universidad Militar Nueva Granada 36
2 MARCO TEORICO 37
2.1 MECÁNICA DE SUELOS 37
2.2 PAVIMENTOS 39
2.3 ENSAYOS DE LABORATORIO 40
2.3.1 Mecánica de Suelos 41
2.3.2 Pavimentos 42
2.4 EQUIPOS E INSUMOS DE LABORATORIO 43
2.4.1 Equipos 43
2.4.2 Insumos 45
2.4.3 Herramientas 46
2.5 Naturaleza de los Laboratorios 49
9
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3 SITUACIÓN ACTUAL 51
3.1 CARACTERIZACION DE LOS LABORATORIOS DEL
PROGRAMA 52
3.1.1 Generalidades 52
3.1.2 Instalaciones de los Laboratorios 53
3.1.3 Equipos de los Laboratorios 55
3.1.4 Población Estudiantil 55
3.1.5 Alianzas y Convenios 56
3.1.6 Medios de Divulgación 57
3.1.7 Sistema de Calidad y Acreditaciones 57
3.1.8 Naturaleza de los Laboratorios del Programa 57
3.2 ANALISIS DE LA SITUACION ACTUAL 58
3.2.1 Conclusiones del Análisis 59
4 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO 62
4.1 EVALUACIÓN Y ESCOGENCIA DEL SITIO DEL PROYECTO 62
4.1.1 Evaluación de la Propuesta 1 y Criterios de Evaluación 63
4.1.2 Evaluación de la Propuesta 2 y Criterios de Evaluación 65
4.2 DESCRIPCION DEL AREA CONTIGUA A LA ZONA DEL
PROYECTO 66
4.2.1 Edificio Aulas 2 66
4.2.2 Zona de Mantenimiento y Servicios Generales 73
4.3 ZONA DE UBICACIÓN DEL PROYECTO 77
4.3.1 Descripción 77
4.3.2 Características del Sitio 77
4.3.3 Proyección y Crecimiento de la Infraestructura Universitaria vs.
Ubicación del Proyecto 78
5 DISEÑO DEL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y
PAVIMENTOS 79
5.1 GENERALIDADES 79
5.2 INSTALACIONES DEL LABORATORIO 79
5.2.1 Consideraciones Generales 80
10
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5.2.2 Distribución de Áreas del Laboratorio 81
5.2.3 Descripción Arquitectónica Y Estructural del Proyecto 82
5.3 CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE 83
5.4 DISPOSICION FINAL DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS
LABORATORIO 84
5.4.1 Disposiciones Generales 84
5.4.2 Clasificación de los residuos de los ensayos de Laboratorio 84
5.4.3 Recomendaciones para el manejo de los residuos sólidos
generados en el Laboratorio 85
6 PARAMETROS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO DE LAS
PRUEBAS DE LABORATORIO 89
6.1 PARAMETROS DE INVESTIGACION PARA MECANICA DE
SUELOS 90
6.2 PARAMETROS DE INVESTIGACION PARA PAVIMENTOS 91
6.2.1 Parámetros de investigación para diseño de Mezcla para
pavimentos 91
7 DETERMINACION DE PRUEBAS Y ENSAYOS BASICOS DEL
LABORATORIO 92
7.1 MECANICA DE SUELOS 92
7.2 PAVIMENTOS 93
7.3 PROPÓSITOS Y ALCANCES DE LAS PRUEBAS DE
LABORATORIO 96
8 DISEÑO DE LAS GUIAS DE LABORATORIO 97
8.1 GUIAS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y
PAVIMENTOS
98
8.2 RECOMENDACIONES PARA PRESENTAR INFORMES DE
LABORATORIO 99
8.2.1 Procedimiento para presentar el informe 100
9 GUIA METODOLOGICA PARA LOGRAR LA IMPLEMENTACION
DE UN SISTEMA DE CALIDAD AL LABORATORIO DE
MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS
102
11
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9.1 LA CALIDAD: REQUISITOS PARA LA
INTERNACIONALIZACION 104
9.1.1 Sistema de Calidad en Laboratorios de Pruebas y Ensayos 104
9.2 NORMATIVAS 104
9.2.1 Norma NTC ISO 17025 104
9.2.2 Norma NTC ISO 9001 105
9.2.3 Norma NTC ISO 17025 vs. Norma NTC ISO 9001: ¿Acreditación
o Certificación? 105
9.3 IMPORTANCIA DE LA ACREDITACION PARA LOS
LABORATORIOS DE ENSAYOS 107
9.3.1 Beneficios de la Acreditación 108
9.4 ORGANISMO DE ACREDITACION: LA SUPERINTENDENCIA
DE INDUSTRIA Y COMERCIO (SIC) 109
9.4.1 Funciones 109
9.5 SITUACION ACTUAL DE LA ACREDITACION EN COLOMBIA 111
9.5.1 Laboratorios de Pruebas y Ensayo Acreditados a nivel nacional 113
9.5.2 Situación Actual de los laboratorios de pruebas y ensayo de los
programa de Ingeniería civil de las Universidades de Cartagena 115
9.6 DESARROLLO DE LA GUIA METODOLOGICA PARA
IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE CALIDAD AL LABORATORIO 117
9.7 REQUERIMIENTOS ANTE LA SIC PARA INICIAR EL PROCESO
DE ACREDITACION DEL LABORATORIO, POSTERIOR A LA
IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE CALIDAD 121
10 PRESUPUESTOS Y COSTOS ASOCIADOS AL PROYECTO 124
10.1 PRESUPUESTOS 124
10.1.1 Presupuesto de Obra Civiles 124
10.1.2 Presupuesto de Equipos y Accesorios para los ensayos de
Laboratorios 126
10.2 OTROS COSTOS ASOCIADOS AL PROYECTO 127
10.2.1 Costos por personal de Laboratorio 127
10.2.2 Costos por capacitaciones 128
12
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10.2.3 Costos por mantenimiento y calibración de equipos 128
10.2.4 Otros Costos de laboratorio 129
10.3 ANÁLISIS DE COSTOS Y PROYECCIONES DE LA INVERSIÓN 129
10.3.1 Inversión a Corto Plazo 130
10.3.2 n Inversión a Mediano Plazo 133
10.3.3 I Inversión Largo Plazo 137
10.4 RELACION COSTO – BENEFICIO 140
10.4.1 Beneficios del Proyecto 140
CONCLUSIONES 142
RECOMENDACIONES 145
BIBLIOGRAFIA 149
ANEXOS
13
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1a. Población estudiantil por programa – 2001 a 2006 24
Tabla 2. Clasificación de los ensayos de laboratorio 42
Tabla 3. Laboratorios de Ingenierías - Edificio Aulas 2 53
Tabla 4. Equipos de Laboratorio Integrado. 55
Tabla 5. Evaluación Propuesta 1 63
Tabla 6. Evaluación Propuesta 2 65
Tabla 7. Relación del Laboratorio y el programa Académico al cual
pertenece – Primer nivel Edificio Aulas 2. 70
Tabla 8. Distribución de Áreas del Laboratorio de Mecánica de
Suelos y Pavimentos. 81
Tabla 9. Clasificación de los posibles residuos generados en las
pruebas de laboratorio. 85
Tabla 10ª. Ensayos para Mecánica de Suelos 92
Tabla 10b. Ensayos para Pavimentos 94
Tabla 10c. Ensayo para Diseños de Mezclas 96
Tabla 11. Certificación vs. Acreditación. 107
Tabla 12. Beneficios de la Acreditación. 108
Tabla 13. Representante de Calidad y sus responsabilidades en la
normas (ISO -9001 e ISO 17025) 119
Tabla 14. Organización secuencial de los Capítulos del presupuesto
de Obra del Laboratorio 125
Tabla 15. Costos por Personal de Laboratorio 128
Tabla 16. Equipos y Accesorios- Inversión a Corto Plazo 131
Tabla 17. Total Costo de Inversión a Corto Plazo 133
Tabla 18. Equipos y Accesorios- Inversión a Mediano Plazo 134
Tabla 19. Capacitaciones al personal de Laboratorio- Mediano Plazo 136
Tabla 20. Total Costos de Inversión a Mediano Plazo 136
14
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Tabla 21. Equipos y Accesorios- Largo Plazo 138
Tabla 22. Capacitaciones al personal de Laboratorio- Largo Plazo 139
Tabla 23. Total Costo de Inversión- Largo Plazo 140
15
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Instalaciones del Laboratorio de Suelos y Ensayo de
Materiales Universidad del Norte. 27
Figura 2. Procedimiento, cálculos y equipos de Laboratorio 27
Figura 3. Muestras analizadas en los ensayos 27
Figura 4. Balanzas de Triple brazo 44
Figura 5. Horno de Laboratorio 44
Figura 6. Disecador de vidrio 45
Figura 7. Elementos de vidrio y cristalería 45
Figura 8. Materiales de Porcelana 46
Figura 9. Materiales de Plástico 46
Figura 10. Herramientas 47
Figura 11. Instalaciones del Laboratorio Integrado de Ingenierías. 54
Figura 12. Zona de ejecución del proyecto de adecuación y
ampliación del campus universitario- Edificio de Bienestar
Universitario 65
Figura 13a. Zona de acceso – Edificio Aulas 2 67
Figura 13b.Zona de Laboratorios electrónica – Segundo nivel
Edificio Aulas 2. 68
Figura 13c. Zona de Laboratorios Electrónica, Eléctrica y Meca
trónica – Zona social Laboratorios. Segundo Nivel Edificio Aulas 2 68
Figura 13d. Zona de Laboratorios Ciencias Básicas – Segundo
Nivel Edificio Aulas 2. 69
Figura 14. Planta de la zona de Laboratorios – Primer nivel Edificio
Aulas 2. 70
Figura 15a. Acceso a la zona de Laboratorios – Primer Nivel
Edificio Aulas 2. 72
Figura 15b. Vista Frontal de los Laboratorios de Ingeniería
Industrial.
72
16
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Figura 15c. Área de circulación y acceso a los Laboratorios de
Ingeniería. 73
Figura 16. Planta de la Zona de Mantenimiento y Servicios
Generales. 74
Figura 17. Zona de Mantenimiento y Servicios Generales 75
Figura 18a. Descripción de los Alrededores que limitan con la Zona
de Mantenimiento. 76
Figura 18b. Descripción de los Alrededores que limitan con la zona
del proyecto. 76
Figura 19a. Fachada Principal – Laboratorio de Mecánica de Suelos
y Pavimentos. 82
Figura 19b. Planta Arquitectónica del Laboratorio de Mecánica de
Suelos y Pavimentos. 83
Figura 20. Organización del sistema nacional de Normalización,
Certificación y Metrología. 103
Figura 21. Modelo de un sistema de Gestión de la Calidad Basado
en Procesos. 106
Figura 22a. Estado Actual de la Acreditación en Colombia. 112
Figura 22b. Acreditación 1998 a 2004 112
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ANEXOS
Anexo A. Planos
A.1 Planta General Campus de Ternera, Localización del Proyecto
A.2 Planta General Zona de Ubicación del Proyecto
A.3 Planta Arquitectónica del Laboratorio
A.4 Fachada Principal y cortes
A.5 Distribución de los equipos dentro del Laboratorio
A.6 Planta General del Proyecto con Curvas de Nivel
A.7 Plano Estructural del Laboratorio
Anexo B. Presupuesto
B.1 Presupuesto de Obras Civiles
B.2 Presupuesto Equipos ELE-SOILTEST
B.3 Presupuesto Equipos PINZUAR
B.4 Presupuesto Equipos DIRIMPEX
Anexo C. Registro Fotográfico
Anexo D. Solicitud de Acreditación de Laboratorios de Ensayos-
SIC
Anexo E. Caracterización del Suelo
Anexo F. Guías de Laboratorio
F.1 Guías de Laboratorio de Mecánica de Suelos
F.2 Guías de Laboratorio de Pavimentos
F.3 Guías de Laboratorio para Diseño de Mezcla
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INTRODUCCIÓN
Una de las áreas de mayor importancia dentro de la Ingeniería Civil es la
relacionada con el estudio del comportamiento de los suelos. Cualquiera que
sea el proyecto a realizar, está estrechamente ligado con la caracterización de
los materiales que se encuentran en el subsuelo, la interacción suelo-
estructura y el comportamiento de éste ante eventuales o constantes cargas
aplicadas.
La importancia de un estudio geotécnico en múltiples proyectos de ingeniería
exige contar con elementos y equipos que permitan alcanzar un conocimiento
completo de la naturaleza de su comportamiento y las implicaciones que
conlleva el desarrollo de trabajos sobre ellos.
Para iniciar un proceso de enseñanza-aprendizaje, el estudiante de ingeniería
civil deberá colocar a prueba muchos de los conocimientos adquiridos en la
teoría a la experimentación y observación del comportamiento de los materiales
y procesos analizados. Esto se debe a que la adecuada interacción del análisis
teórico y experimental proporciona la visualización de muchos fenómenos,
dejando a un lado las hipótesis para aquello cuya experiencia, trayectoria y
razonamiento físico han demostrado no tener valiosos efectos sobre las
características primordiales, como es el caso de los suelos por ejemplo.
El suelo, que por lo general es un medio con propiedades desiguales en todo
su contexto, es idealizado por el ingeniero para poder hacer uso de las teorías
aprendidas en los cursos teóricos de pregrado, definiendo así el paso de la
comprensión entre la Mecánica de Suelos y su experiencia idealizada y teórica
a lo que en realidad es el comportamiento del suelo, que es lo que se realiza y
comprueba en la actividad experimental.
19
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Las prácticas de Laboratorio constituyen el soporte a los conceptos teóricos
que el estudiante de Ingeniería Civil aprende en los cursos de Mecánica de
Suelos, Diseño de Fundaciones, Pavimentos o en aquellas asignaturas en las
cuales se hace necesaria la intervención de experiencias básicas para la
captación de los temas concernientes a las asignaturas respectivas.
De esta manera, para el desarrollo de actividades de tipo experimental, será
necesario estandarizar los procesos que se lleven a cabo en los Laboratorios
de Pruebas y Ensayos, con el fin de que se logren resultados positivos y
confiables y éstos además estén sujetos a la aprobación de un sistema
nacional que garantice la confiabilidad en los resultados obtenidos.
Es por esto que el Gobierno Colombiano, a través del Ministerio de Desarrollo
Económico creó el Sistema Nacional de Normalización, Certificación y
Metrología (SNNCM), con el objetivo principal de promover la seguridad,
calidad y competitividad en la prestación de servicios, bienes o productos del
mercado para el beneficio de los consumidores. La estructura del SNNCM,
está conformado por la Superintendecia de Industria y Comercio, SIC,
(Organismo de Acreditación) y el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y
Certificación, ICONTEC, (Organismo Nacional de Normalización).
La Superintendecia de Industria y Comercio, SIC, es un organismo del
SNNCM, el cual se encarga de la supervisión, coordinación y acreditación de
entidades tales como:
Organismos de Inspección
Laboratorios de Pruebas y Ensayos
Laboratorios de Metrología
Organismos de Certificación
Para sistematizar los procesos de experimentación, garantizando al
consumidor la calidad en la elaboración de las pruebas realizadas y confiando
20
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en los resultados obtenidos, los laboratorios de Pruebas y Ensayos están
regidos bajo la norma NTC 17025, la cual se refiere a que el laboratorio está
autorizado o es competente para desarrollar ensayos o calibraciones con una
alta capacidad técnica.
De esta manera, la implementación de un Laboratorio de Mecánica de Suelos y
Pavimentos constituye precisamente el complemento para la formación de los
estudiantes del programa de Ingeniería Civil de la Universidad Tecnológica de
Bolívar, pues es allí donde se ejecutan las experiencias básicas que dan origen
al entendimiento mismo de las áreas que se desarrollan a lo largo de la carrera
y se logran establecer los parámetros de desarrollo de los investigadores en su
proceso inicial de interacción con el suelo, en su carrera profesional.
Con la elaboración de este proyecto se argumenta la importancia de
implementar un Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos con fin de
complementar la formación de los estudiantes del programa de Ingeniería Civil,
bajo las directrices de las normas nacionales e internacionales vigentes para la
ejecución de las pruebas y ensayos en las áreas mencionadas (NTC, INVIAS y
ASTM) y así poder dar un análisis, soluciones y recomendaciones al programa
en mención si se decidiera desarrollar un sistema de calidad al Laboratorio
para su posterior Acreditación.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Elaborar una propuesta para la implementación del Laboratorio de Mecánica de
Suelos y Pavimentos, con el fin de incentivar a la Universidad al desarrollo de
un proyecto para la ejecución de pruebas y ensayos de los estudiantes del
programa de Ingeniería Civil.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aplicar un diagnóstico con base en las características del estado actual de
los laboratorios de Ingeniería Civil, para proponer alternativas de solución a
los problemas detectados.
Efectuar sondeos dentro de la Universidad que proporcionen información
para la descripción general del proyecto, basándose en la proyección y
ampliación de la Infraestructura de la Universidad.
Realizar los Diseños Arquitectónicos y Estructurales del Laboratorio,
cumpliendo con las exigencias de capacidad y requerimientos de éste.
Determinar los costos de Inversión y Presupuesto asociados al proyecto y
establecer los comparativos de costo- beneficio de éste.
Establecer los parámetros de Desarrollo e Investigación de los Laboratorios
de Mecánica de Suelos y Pavimentos para determinar los ensayos básicos
dentro de las normas establecidas.
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Definir los pasos para la implementación de un sistema de calidad al
Laboratorio bajo la Norma NTC- ISO 17025.
Diseñar las guías para los laboratorios de Mecánica de Suelos y
Pavimentos que cumplan con las exigencias de las Normas INVIAS y NTC.
23
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1 ANTECEDENTES
El desarrollo de las actividades académicas y la ejecución de pruebas y
ensayos de laboratorio, se deberán realizar de forma paralela de tal manera
que se complementen y contribuyan a su comprensión y entendimiento de los
temas en las áreas de cada programa por parte de los estudiantes en su
proceso académico.
El deseo de proponer la implementación de un laboratorio de Mecánica de
Suelos y Pavimentos al Programa de ingeniería civil nace a partir de una
necesidad de complementar los temas de las asignaturas de Suelos y
Pavimentos para su entendimiento y el desarrollo de actividades
experimentales.
En el primer periodo del año 2001, se iniciaron las actividades académicas del
programa de Ingeniería Civil con una población de 9 estudiantes, 2 mujeres y 7
hombres. Al finalizar ese año, el programa alcanzaría una población de 15
estudiantes matriculados. Las variaciones de la población estudiantil desde el
2001 hasta el 2006, se aprecia en las tabla 1.
1.1 PRUEBAS Y ENSAYOS DE LABORATORIO
1.1.1 Mecánica de Suelos
Dentro del pénsum académico del Programa de Ingeniería Civil, la asignatura
de Mecánica de Suelos se encuentra incluida en sexto (6to) nivel. Para el
segundo periodo de 2003 (2P- 03) los estudiantes que iniciaron con el
programa, se encontraban cursando esta asignatura.
24
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Tabla 1. Población estudiantil por programa –Crecimiento desde 2001 a 2006 (Fuente: Planeación, Desarrollo y Prospectiva, Ing. Carlos Botero. Universidad Tecnológica de Bolívar, 2006)
El crecimiento de la población estudiantil del Programa de Ingeniería Civil, de
acuerdo con la tabla anterior, muestra que en el año 2003, había aumentado a
24 estudiantes aunque éstos no correspondían a la cantidad que estaría
cursando sexto semestre del programa. En ese periodo se alcanzó un total de
14 estudiantes conformado por 11 hombres y 3 mujeres, siendo una de ellas
estudiante de intercambio de la Universidad de los Andes de Bogotá.
La necesidad de ejecutar las pruebas de laboratorio para Mecánica de Suelos
era el complemento para las actividades que se desarrollaban en las aulas de
clase, haciendo de éstas una herramienta fundamental para el entendimiento
de ésta Ciencia.
Para ese entonces, la Universidad en su afán de ofrecer y mantener la calidad
a los estudiantes sin importar el número de la población, decidió que la mejor
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alternativa era ofrecerles un servicio de calidad para el refuerzo y complemento
de las actividades en una Institución de reconocimiento a nivel regional.
Aprovechando el convenio interinstitucional entre la Universidad Tecnológica
de Bolívar y la Universidad del Norte, aquel grupo de estudiantes fue
trasladado con el coordinador de la asignatura, hacia las instalaciones de la
Universidad en la ciudad de Barranquilla.
El desarrollo de las actividades de laboratorio se ejecutó con éxito. Las
pruebas y ensayos se realizaron en un día y fueron coordinadas por Auxiliares
y Laboratoristas de la dependencia. El suministro de guías para los ensayos
conforme con las normativas asociadas, ilustraciones y explicaciones ayudó al
procedimiento de las actividades en un área ampliamente estructurada de
177.22 m2 aproximadamente.
Para esa primera visita al “Laboratorio de Suelos y Ensayo de Materiales de
Construcción- Joaquín Ruiseco” de la Universidad del Norte, se logró ejecutar
los siguientes ensayos (Ver figuras 1, 2 y 3):
Contenido de Humedad
Peso Unitario de Suelos Cohesivos
Gravedad Específica de los Suelos
Límite Líquido y Plástico de un Suelo
Análisis Granulométrico: Método Mecánico e Hidrómetro
El desarrollo de las pruebas restantes contempladas en el temario inicial de la
asignatura, se desarrolló en la segunda visita y tuvo una duración de dos días
para su completa elaboración.
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Figuras 1∗. Instalaciones del Laboratorio de Suelos y Ensayo de Materiales- Universidad del Norte
Figuras 2. Procedimientos, Cálculos y Equipos de Laboratorio
Figuras 3. Muestras Analizadas en los Ensayos
∗ (Nota: Todas estas imágenes corresponden a la primera visita de los estudiantes de la UTB al Laboratorio de la Universidad del Norte. Septiembre 26 de 2003)
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En esta nueva experiencia, se desarrolló los ensayos correspondientes a:
Corte directo
Ensayo de Compactación (Proctor)
Densímetro Nuclear
Densidad de Campo- Método de Cono y Arena
Compresión Inconfinada
1.1.2 Pavimentos
En el primer periodo del año 2005 (1P- 05) se desarrollaron las actividades
correspondientes para los estudiantes que estarían cursando octavo (8vo) nivel
de Ingeniería Civil o a los cuales se les permitiría ingresar a la asignatura,
dependiendo de la flexibilidad en el pénsum y las asignaturas de pre- requisito
para Pavimentos. De acuerdo con el pénsum académico del programa, en este
semestre se desarrollaría la asignatura de Pavimentos.
Para ese entonces era necesario nuevamente el desarrollo de pruebas y
ensayos que definieran cada uno de los temas concernientes a la asignatura y
que constituirían el complemento para desarrollar trabajos investigativos,
talleres y parciales finales con base en la ejecución de dichas pruebas.
La población estudiantil para el año 2005 había cambiado. Los estudiantes que
estaban aptos para el desarrollo de las pruebas de laboratorio para el área de
pavimentos había disminuido; no todos los estudiantes se encontraban en
octavo semestre y algunos se habrían retrasado o retirado. La población
preparada para realizar los ensayos de laboratorio de pavimentos era de 5
estudiantes, cuatro (4) hombres y una (1) mujer.
La carencia de este servicio motivó nuevamente a las directivas del programa a
presentarles una solución a éstos estudiantes, a través de la realización de los
ensayos en las instalaciones de una empresa con reconocimiento local.
28
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El desplazamiento de los estudiantes fuera del Campus Universitario para el
desarrollo de las pruebas de laboratorio, se presentó una vez más pero con
algo de inconformismo e incomodidad por encontrarse desarrollándolos fuera
del campus universitario; aunque de esta manera se haya dado cumplimiento a
los objetivos planteados inicialmente para esta asignatura.
1.2 LABORATORIOS DE OTRAS UNIVERSIDADES A NIVEL NACIONAL La ejecución de pruebas y ensayos de Laboratorio de mecánica de suelos y
pavimentos permite que el estudiante evalúe, clasifique, investigue y aprenda
de las ciencias requeridas en su formación como profesional de la Ingeniería
Civil.
En la actualidad, los niveles de competencia exigen la preparación integral del
profesional y que éste se encuentre apto para asumir cualquier liderazgo y
requiere calidad en los egresados de las diferentes facultades de Ingeniería
Civil del país, lo que conlleva a la excelencia y el desarrollo del territorio
nacional.
Para que la Universidad Tecnológica de Bolívar se integre en un proyecto de
implementar un Laboratorio de Suelos y Pavimentos, es importante que se
analicen los antecedentes de las Universidades que a nivel nacional tienen más
tiempo en el medio y poseen más experiencia en el campo de las pruebas y
ensayos dentro de la Ingeniería Civil. Esto con el fin de poder iniciar con una
evaluación previa de lo que se desea y la finalidad de la inversión de la
Institución, siguiendo la proyección de otros modelos pero realizando nuestro
propio proyecto de Inversión para el Laboratorio del programa.
De esta manera, es importante mencionar un grupo de Universidades
importante reconocidas del país, unas con mucha trayectoria y otras con
29
-
experiencia y acreditaciones de calidad para los Laboratorios; reconociendo los
equipos que éstas poseen, estructura y datos importantes que nos sirvan como
patrón para la propuesta de implementación de este proyecto.
1.2.1 Universidad EAFIT2
• Reseña
Los Laboratorios de Suelos, Concretos y Pavimentos, fueron creados en el
año de 1984, con el fin de dotar de recursos docentes al programa de
ingeniería civil.
• Área Física
Cuentan con un área cubierta de 252 m2 y una descubierta de 158 m2,
constituidas por zonas de: concretos y pavimentos, suelos, ensayos
dinámicos, zona general de ensayos, cuarto húmedo, cuarto de
instrumentos, bodega y patio de materiales.
• Servicios
En el laboratorio se realizan ensayos de campo y de laboratorio para
determinar las propiedades físicas y mecánicas de los materiales utilizados
en la construcción de obras civiles. La utilización del Laboratorio es de
carácter docente para el desarrollo de investigaciones, con la participación
de los estudiantes y la industria. El Laboratorio de la Universidad EAFIT,
presta servicios de extensión al medio industrial y empresarial mediante con
el “Aseguramiento metrológico”.
• Recursos
Para el desarrollo de pruebas y ensayos, la Universidad EAFIT cuenta con
los siguientes equipos: Triaxial cíclico y Columna resonante, Triaxial
estático de tres celdas con control de velocidad eléctrica controlada, Equipo
de corte directo para muestras de sección cuadrada y circular,
Consolidómetros, Prensa para compresión simple, Balanzas y básculas
electrónicas, Extractora de núcleos de hormigón y de concreto asfáltico,
2 Fuente: Universidad EAFIT, Ingeniería Civil, Medellín, [en línea]. l2006. Disponible en: http://www.eafit.edu.co/pregrados/civil/
30
-
Viscosímetro de tres vasos y controlador de temperaturas digital,
Ductilómetro, Equipo para destilación de emulsiones, Equipo para
destilación de cementos asfálticos, Equipo de placa, CBR de campo (in
situ), Autoclave para la expansión del cemento, Penetrómetro para tiempos
de fraguado en el hormigón, Dispositivo para módulo de elasticidad en el
hormigón, Prensa de 200 toneladas de capacidad con marco para
compresión y flexión, RTD para medición de temperaturas con resolución
de 0,01 ºC , Centrifuga de 3600 rpm, Equipo de perforación por percusión
(SPT), Unidad de adquisición de datos de 16 canales, Diales digitales y
análogos, Ultrasonido con palpadores para madera, concreto y roca,
Detector de refuerzo, dispositivos, instrumentación y material didáctico.
1.2.2 Pontificia Universidad Javeriana3
• Reseña
El Laboratorios de pruebas y ensayos de Ingeniería Civil de la pontificia
universidad javeriana es una entidad encargada de apoyar las labores
académicas y de investigación del departamento de ingeniería civil.
• Acreditación
La superintendencia de industria y comercio mediante la resolución No
16395 del 21 de julio de 2004, acreditó al laboratorio bajo la norma NTC
ISO IEC 17025, dentro del sistema Nacional de Normalización, para realizar
52 ensayos sobre suelos, agregados pétreos, asfaltos, mezclas asfálticas,
concretos, varillas de acero y unidades de mampostería de arcilla.
• Grupos de Investigación
El departamento de Ingeniería Civil ha venido desarrollando investigaciones
en diferentes áreas de ésta ciencia. De igual manera creó un grupo de
Investigación llamado “GRUPO CECATA”, el cual ha ejecutado pruebas e
investigaciones en los siguientes parámetros: Usos de desperdicio plásticos
3 Fuente: Pontificia Universidad Javeriana, Departamento de Ingeniería Civil, Santa fe de Bogotá,.2006. Disponible en: http://ingenierias.javeriana.edu.co/portal/page?_pageid=233,768919,233_792422&_dad=portal&_schema=PORTAL&tab=laboratorios
31
-
en mezclas asfálticas, materiales para carreteras, geotecnia vial
colombiana, transportes, diseño de estructuras de pavimentos y métodos y
procesos constructivos.
1.2.3 Universidad del Norte4
• Reseña
La Universidad del Norte crea el Laboratorio de Ensayos y Materiales de
Construcción “Joaquín Ruiseco” en el año de 1981, con el fin de prestar un
servicio al sector de la construcción y servir como herramienta para los
estudiantes en su formación.
• Área Física
En la actualidad, el laboratorio cuenta con distintas zonas en las que se
desarrollan las actividades académicas y ensayos para determinar las
propiedades mecánicas de los materiales de construcción. Estas zonas se
encuentran representadas en un solo piso cuya área aproximada es de
177,22 m2.
• Recursos
El Laboratorio de la Universidad del Norte cuenta con los siguientes
equipos:
Área de Pavimentos: Viscosímetro de 4 vasos, Máquina
centrífuga, Equipo para determinar el contenido de finos
presentes en arenas, Penetrómetro, Viga Benkelman, Equipo
para determinar la relación de soporte del suelo. CBR, Prensa
CBR, Prensa Marshall, Equipo para determinar el punto de
ablandamiento de cementos y asfaltos líquidos, Copa abierta de
cleveland, Hornos para secado, Termómetros para asfalto.
Área de Suelos: Equipo de Corte Directo para muestra de sección
cuadradas, Maquina Triaxial Geotes, Moldes de Compactación
4 Fuente: Universidad del Norte, Barranquilla, [en línea]. 2006. Disponible en: http://www.uninorte.edu.co/divisiones/ingenierias/Dpto_Civil/Lab_Ensayos_Y_Materiales/secciones.asp?ID=4
32
-
Proctor estándar y Modificado, Consolidómetro para muestras de
Diámetro 62 mm., Densímetro Nuclear marca Troxler, Equipos
para limites de Consistencia, Equipos para prueba de
permeabilidad cabeza constante y variable, Equipo para
granulometría por tamizado e hidrómetro, Balanzas electrónicas
con sensibilidad de 0.001 g y 1 g, Balanzas analíticas, Equipo
para determinación de la densidad en campo, Equipo manual de
perforación en campo, Equipo para determinar la resistencia a la
compresión inconfinada, Hornos para el calentamiento de
muestras, Equipo para determinar la Humedad en campo.
• Servicios
El laboratorio tiene una gran variedad de servicios al sector de la
construcción, y a la investigación docente y de los estudiantes de la
Universidad. Dentro de éstos se ofrecen ensayos sobre los distintos
materiales: Suelos, Agregados, Hormigones, Asfaltos y Mezclas Asfálticas.
1.2.4 Universidad de Los Andes5
• Reseña
La Universidad de Los Andes posee un Centro de Investigación en
Materiales y Obras Civiles- CIMOC, con el fin de desarrollar actividades en
la modalidad de servicios, proyectos e investigaciones relacionadas con las
obras de infraestructura y los materiales de construcción.
• Áreas de Trabajo
El CIMOC, desarrolla investigaciones en las principales áreas de trabajo
que incluyen: Materiales de construcción, Estructuras, Mecánica de suelos y
geotécnia, pavimentos y desarrollos viales e Ingeniería sísmica.
• Servicios
Consiste en la prestación de servicios de laboratorio, pruebas, ensayos,
simulación y asesorías a la empresa. Este tipo de contratos pretende
5 Fuente: Universidad de Los Andes, Santafé de Bogotá, [en línea]. 2006. Disponible en: http://ingenieria.uniandes.edu.co/subseccionn3.php?id_nivel3=106&id_nivel2=98&id_nivel1=6
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-
facilitar a la empresa el acceso a equipos y software de laboratorio de
propiedad de la Universidad y a la emisión de conceptos y asesorías con la
garantía de la transparencia que ofrece la Universidad.
• Contratos de investigación y/o consultoría
Este tipo de integración incluye acuerdos o contratos específicos para
realizar proyectos de investigación y/o consultoría especializada,
generalmente basados en una propuesta técnica y económica presentada y
aprobada previamente por la empresa.
• Alianzas estratégicas
Son una evolución de las actividades de investigación y desarrollo
articuladas con el sector empresarial.
• Acreditación
Los laboratorios del CIMOC se encuentran acreditados ante la
Superintendencia de Industria y Comercio.
1.2.5 Universidad Industrial de Santander- UIS6
• Servicios
El objetivo del laboratorio es capacitar al estudiante en el análisis de suelos
de tal forma que a lo largo y al finalizar el programa con los ensayos
realizados pueda realizar: La clasificación general de los suelos, El control
de la construcción, Determinar la resistencia del suelo.
• Pruebas y Ensayos
Ensayos de suelos: Ensayos básicos, ensayos de resistencia al
corte, ensayos in-situ, preparación y toma de muestras,
consolidación, ensayo de placa modulo de reacción K,
expansibilidad.
Ensayos de pavimentos: Asfaltos, mezclas de concreto asfáltico, emulsiones asfálticas.
6 Fuente: Universidad Industrial de Santander - UIS, Bucaramanga, [en línea]. 2006. Disponible en: https://www.uis.edu.co/portal/info_academica/escuelas/escs.jsp?cual2=16
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1.2.6 Politécnico Jaime Isaza Cadavid7
• Reseña
El Laboratorio de Suelos, Pavimentos y concretos está localizado en el
Centro de Laboratorios y Experimentación, Está conformado cada salón
por una zona que contiene la sala central, compuesta por el salón de
exposiciones magistrales y el área de trabajo práctico y la bodega de
almacenamiento de equipo. Cada laboratorio tiene una capacidad máxima
de veinte estudiantes por sesión. En el laboratorio se dictan las prácticas
de Tecnología del concreto, suelos y pavimentos para Ingeniería civil y
Tecnología en construcciones civiles. El Laboratorio de Pavimentos y
Concretos, cuenta con dos auxiliares administrativos para el apoyo
académico de las practicas.
• Pruebas y ensayos
Ensayos de Suelos: Exploración, perforación, extracción de suelo
en el campo, Identificación de suelos en el campo, Conocimiento
del laboratorio, Conocimiento del laboratorio, Manejo de balanzas,
Humedad de un suelo, Granulometría por tamices a suelo grueso,
Pérdidas por lavado, Calibración matraces, Gravedad específica,
Granulometría por tamices a suelo lavado, Hidrómetro, Límites:
Líquido, plástico, de contracción, Compactación, Densidad de
campo, Compresión simple, Penetrómetro, Permeabilidad,
Consolidación.
Ensayos de Pavimentos: Proctor modificado, Densidad campo,
CBR (remoldado) P.i., CBR (remoldado) P.f., Equivalente de
arena, Granulometría gruesos, Índices de forma, Peso específico
de gruesos, Adherencia, Elaboración de briquetas, Densidad
briquetas, Estabilidad briquetas, Flujo briquetas, Extracción
asfalto, Granulometría extracción.
7 Fuente: Politécnico Jaime Isaza Cadavid, Medellín, [en línea]. 2006. Disponible en: http://www.politecnicojic.edu.co/investigacion/lab_pavimentos_concretos.htm
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-
1.2.7 Universidad Militar Nueva Granada8
• Servicios
El laboratorio de Pavimentos de la Universidad Militar Nueva Granada esta
dotado con los equipos necesarios para realizar la caracterización y
determinar la capacidad de soporte de los suelos (subrasante) y materiales
pétreos que componen las capas estructurales (base y subbase); del
pavimento flexible; se realiza la caracterización de los diferentes tipos de
asfaltos para clasificarlos y determinar las propiedades físicas de los
mismos, además, en el aspecto de diseño y evaluación mecánica y
dinámica de las mezclas asfálticas se realizan los ensayos Marshall,
compresión diametral, fatiga y ahuellamiento.
• Pruebas y Ensayos
Ensayos a los Agregados: Granulometría (I.N.V. E-123),
Equivalente de Arena (I.N.V. E - 133), Resistencia al desgaste de
los agregados por medio de la máquina de los ángeles (I.N.V. E –
218), Peso específico y absorción de agregados finos (I.N.V. E –
222), Peso específico y absorción de agregados gruesos (I.N.V.
E–223).
Ensayos Asfaltos: Los ensayos que se realizan a los asfaltos de
dividen de acuerdo a la característica a evaluar; estas
características son: 1. Consistencia, 2. Seguridad, 3. Otras
Características.
8 Fuente: Universidad Militar Nueva Granada, Santafé de Bogotá, [en línea]. 2006. Disponible en: http://www.umng.edu.co/www/section-3318.jsp
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-
2 MARCO TEÓRICO
Un Laboratorio de Ensayos se define como el sitio o local equipado para la
investigación, medición, comprobación, calibración o determinación de otras
tareas científicas, técnicas o didácticas, con la finalidad de conocer las
características o el rendimiento de materiales o productos.
Los objetivos de un laboratorio de Pruebas y Ensayos deben definirse
claramente y expresarse con la mayor sencillez posible. La claridad de la
definición es de importancia fundamental, porque en ella se basan todas las
actividades del laboratorio.
El objetivo general del laboratorio puede definirse como sigue: producir datos
analíticos de exactitud y fiabilidad suficientes en un plazo y con un costo
aceptables.
2.1 MECÁNICA DE SUELOS
Cuando se analizan muestras de suelo, se pretende determinar sus
características físicas, composición e interacciones entre sus partículas. Para
desarrollar un Proyecto de obra civil, es importante conocer previamente las
condiciones del terreno donde se va a apoyar la estructura, o si la estructura se
construirá sobre un manto de tierra o roca y además es importante conocer las
posibles fuentes del material a analizar.
Cuando hablamos de una estructura, desde el punto de vista de la Mecánica de
Suelos, se pueden determinar tres categorías9:
9 Fuente: UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER, UIS. Laboratorio de Suelos y Pavimentos, Bucaramanga, 2006. Disponible en: http://albatros.uis.edu.co/~pagina/laboratorios/suelos/index.html
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-
1. Estructuras que presentan un problema básico de interacción suelo-
estructura, para lo cual se tienen: Fundaciones o Cimentaciones,
Estructuras de retención, Líneas de túneles o Sistemas de Conducción.
2. Estructuras que se construyen en el terreno tales como vías, carreteras,
presas de tierra pedraplenes, bases y sub-bases para pavimentos.
3. Estructuras de tierra o rocas en su condición natural, en las cuales se
incluyen los taludes o cortes generados ante alguna obra civil o alguna
acción desarrollada por el hombre.
Para cualquiera de los casos anteriormente mostrados, es necesario el
entendimiento de las propiedades del suelo porque éste ayuda a la mejor
comprensión de las posibles situaciones que se generen, además de constituir
al desarrollo de diseños bajo condiciones de seguridad y economía de la obra.
Es de vital importancia el desarrollo de un adecuado programa de exploración y
muestreo del área de interés, al momento de iniciar cada obra. Aunque los
estudios de suelos resulten exigentes al inicio de cada obra, se deberá
asegurar siempre que los estudios cubran toda la zona de influencia de la obra.
Cuando se procede a obtener información de las características del suelo, se
pueden dividir en dos categorías:
1. Métodos Indirectos: En los que se incluyen fotografías aéreas, mapas
topográficos, interpretación de mapas e informes de reportes geológicos
o estudios de suelo previamente desarrollados.
2. Métodos Directos: Éstos son los más importantes y los que suministran
más información referente al estudio de suelos:
Reconocimiento de la Zona: Se desarrolla la inspección visual de
un profesional de las condiciones de los materiales del suelo en
su estado natural, en donde se realizan visitas de laderas de ríos
o quebradas, cortes de vías, túneles o conducciones naturales.
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-
Ejecución de Apiques, perforaciones, trincheras que permitan la
obtención de muestras alteradas o inalteradas de la zona de
interés.
Ensayos in- situ ó en el sitio, los cuales permiten correlacionar los
resultados obtenidos con las propiedades ingenieriles o
información general obtenida.
Ensayos detallados in- situ, los cuales permiten medir
directamente en campo las propiedades de los suelos.
2.2 PAVIMENTOS
Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben
en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores
en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe
funcionar eficientemente10.
Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las
siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las
cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, además de una adherencia
adecuada entre el vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas.
La división en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor
económico, ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es
darle el grosor mínimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata
inferior. La resistencia de las diferentes capas no sólo dependerá del material
que la constituye, también resulta de gran influencia el procedimiento
constructivo; siendo dos factores importantes la compactación y la humedad,
ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, éste se consolida
10 Fuente: Contruaprende.com, Ingeniería Civil y Arquitectura. Trabajo 7. Disponible en: http://www.contruaprende.com [en línea]. 2006.
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-
por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.
2.2.1 Tipos De Pavimentos
Básicamente existen dos tipos de pavimentos: rígidos y flexibles.
El pavimento rígido se compone de losas de concreto hidráulico que en
algunas ocasiones presenta un armado de acero, tiene un costo inicial más
elevado que el flexible, su periodo de vida varia entre 20 y 40 años; el
mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las
juntas de las losas.
El pavimento flexible resulta más económico en su construcción inicial, tiene un
periodo de vida de entre 10 y 15 años, pero tienen la desventaja de requerir
mantenimiento constante para cumplir con su vida útil. Este tipo de pavimento
esta compuesto principalmente de una carpeta asfáltica, de la base y de la sub-
base.
2.3 ENSAYOS DE LABORATORIO
La ejecución de pruebas y ensayos de Laboratorio son esenciales para conocer
las propiedades físicas de los suelos y con ello se facilita el diseño de
cimentaciones de estructuras, excavaciones en laderas, cálculos de estabilidad
de taludes, espesores de pavimentos, cálculos de asentamientos, etc.
El desarrollo de ensayos de Laboratorio constituye la fase inicial del proceso de
aprendizaje e investigación para el estudiante de pregrado y son el soporte
para los diseños de estudios de suelos y diseño de estructuras a partir de los
resultados que estos arrojen, los cuales son utilizados por los Ingenieros
Civiles.
40
-
2.3.1. Mecánica de Suelos
En cuanto a los ensayos de mecánica de suelos, es necesario saber cuales
son los parámetros de evaluación para luego determinar los ensayos que se
deben realizar, para ello se tienen:
Propiedades elementales de los suelos
1. Análisis Granulométrico (Tamiz e Hidrómetro)
2. Preparación y estudio de las muestras de suelo
3. Índice de Plasticidad
4. Peso específico y Densidad
5. Porosidad e Índice de Poros
6. Humedad y grado de saturación
7. Equivalente de arena
8. Límites de Atterberg
Teoría de la Consolidación
1. Consolidación Unidimensional
Compactación de suelos
1. Ensayo Proctor
2. Ensayo CBR
3. Mediciones de densidad de campo
Teoría de la resistencia al corte
1. Ensayo de Corte directo
2. Ensayo de compresión triaxial
3. Ensayo no drenado
4. Ensayos consolidados no drenados
5. Ensayos drenados
41
-
Investigación del subsuelo y métodos de mejoramiento del terreno
1. Exploraciones e investigaciones del subsuelo
2. Técnicas de muestreo de suelos
3. Ensayos de suelos en laboratorio e in- situ
A continuación se presenta en la tabla 2, los ensayos usualmente utilizados en
los laboratorios y clasificados de acuerdo con la sencillez o complejidad de su
realización. Tabla 2. Clasificación de los ensayos de laboratorio
(Fuente: Escuela de Ingeniería de Antioquia, Laboratorio de Suelos. Disponible en: http://www.eia.edu.co [en línea]. 2006)
Ensayos estándar de laboratorio Ensayos especiales de laboratorio
Exploración geotécnica y ensayos de campo
Propiedades físicas de los suelos Ensayo de compresión no confinada
Ensayo de penetración estándar SPT
Análisis granulométrico por tamizado Ensayo de consolidación unidimensional
Ensayo de penetración dinámica ligera (DPL)
Análisis granulométrico por sedimentación (Hidrómetro) Ensayo de expansión unidimensional
Densidad de campo (Cono de área)
Límites de consistencias Ensayo de colapso Ensayo de carga directa Gravedad específica en
suelos Compactación Próctor Estándar y
Modificado Ensayo CBR
Densidad máxima y mínima
2.3.2 Pavimentos
Al realizar pruebas y ensayos de Pavimentos, se emplean los equipos
necesarios para la caracterización y determinación de la capacidad de soporte
de los suelos (subrasante) y agregados pétreos que componen las capas
estructurales (base y subbase), en el caso de un Pavimento Flexible.
Además, el desarrollo de pruebas para pavimentos flexibles permiten observar
los comportamientos en los asfaltos, determinar su clasificación,
caracterización y determinar las propiedades físicas de los mismos; además de
desarrollar a partir de los resultados, los diseños y evaluaciones mecánicas y
dinámicas de los pavimentos flexibles. De la misma manera se desarrollan
42
-
ensayos que permiten evaluar las características de un pavimento rígido, a
partir de las propiedades físicas de cada una de las capas de la estructura.
Es importante que se desarrollen pruebas que permitan conocer las
características de los agregados que componen una mezcla de concreto para
diseños de pavimento rígido. Dentro de los ensayos utilizados en Pavimentos
se tienen:
Ensayos de compactación de suelos
Ensayos de densidad en el terreno
Ensayo CBR
Ensayos sobre productos asfálticos utilizados en
pavimentos
Método marshall para Diseño de mezcla de
agregados.
Determinación del contenido de Bitúmen en mezclas
de pavimentación mediante el empleo de centrífuga.
2.4 EQUIPOS E INSUMOS DEL LABORATORIO
Para facilitar la ejecución de las prácticas de Mecánica de Suelos y Pavimentos
en el Laboratorio, es necesario el manejo de diversos equipos, herramientas e
insumos que garanticen la correcta elaboración de los ensayos. El buen uso
de éstos es responsabilidad de los investigadores, estudiantes o grupo de
practicantes involucrados en el desarrollo de los ensayos y el correcto manejo
facilita el beneficio de todos y evita, incluso, accidentes en el laboratorio.
2.4.1 Equipos
Los equipos que se usan en las prácticas de las áreas de Mecánica de Suelos
y Pavimentos son costosos, tal como se puede verificar en una cotización
actualizada de cualquier proveedor nacional o internacional. El manejo de los
equipos debe ser cuidadoso, debido a que éstos son muy delicados y
43
-
cualquier daño por pequeño que sea puede causar errores serios en la
ejecución de las prácticas, lo cual repercutirá directamente en la obtención de
los resultados.
Dentro de los equipos más usados, se tienen algunos tales como:
Balanzas: La elección de la balanza más adecuada dependerá de
la práctica que se vaya a desarrollar. Existen varios tipos con
diferentes capacidades y sensibilidades, con triple brazo, de
plataforma, eléctrica y de precisión.
Figura 4. Balanzas de Triple brazo (Fuente: Fuente: Balances & Scales. Disponible en: http://www.ohaus.com/ [en línea]. 2006.)
Hornos: En los trabajos de Mecánica de Suelos y Pavimentos, es
esencial mantener una temperatura de secado entre 105°C y
110°C, ajustando los termostatos por el personal autorizado. Es
importante tener en cuenta que las muestras horneadas deben
ser removidas del horno máximo 24 horras después de haberlas
colocado allí, por el instructor o laboratorista encargado.
Figura 5. Horno de Laboratorio (Fuente: Escuela de Ingeniería de Antioquia, Laboratorio de Suelos. Disponible en:
http://www.eia.edu.co [en línea]. 2006)
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-
Desecadores para vacío en vidrio: Son recipientes que se utilizan
para retirar la humedad de los materiales colocados en ellos o
para facilitar el enfriamiento sin absorción de humedad.
Figura 6. Disecador de vidrio (Fuente: Tomado de http:// www.biotech-sl.com/ [en línea]. 2006)
2.4.2 Insumos
Dentro de los insumos encontramos elementos de preparación y
almacenamiento de muestras, medición, y para las prácticas de suelos y
pavimentos, reactivos y sustancias químicas.
En el grupo de insumos se tienen los siguientes elementos:
Elementos de vidrio y cristalería: Son los elementos de vidrio que
son usados usualmente en el laboratorio, con formas y usos muy
variados. Están fabricados especialmente en vidrio para soportar
las altas temperaturas; dentro de los cuales se encuentran:
Probetas. Pipetas, beakers, erlenmeyer, embudos, tubos de
ensayo, frascos volumétricos, entre otros.
Figura 7. Elementos de vidrio y cristalería (Fuente: Tomado de http:// www.abclaboratorios.com [en línea]. 2006)
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-
Elementos de Porcelana: Son elementos de cerámica para uso de
los ensayos realizados en el laboratorio, con características
específicas como que son de color blanco, de material refractario
y se usan para preparar y almacenar muestras. Entre los cuales
se tienen: morteros, pistilos, embudos, filtros, cápsulas y crisoles.
Figura 8. Materiales de Porcelana (Fuente: Tomado de http:// www.abclaboratorios.com [en línea]. 2006)
Materiales de Plástico: Son materiales elaborados con resina y
polímeros tales como poliestireno, pilicarbonato, poli-propileno y
polietileno de alta densidad y capacidad para los ensayos que se
realicen en el laboratorio. Entre ellos, se tienen: gradillas,
cubetas, probetas, vasos de precipitado, cajas de petri y
embudos.
Figura 9. Materiales de Plástico (Fuente: Tomado de http:// www.abclaboratorios.com [en línea]. 2006)
2.4.3 Herramientas
Son implementos que se utilizan en algunos ensayos facilitando algunos
procesos utilizados en éstos. Se usan con frecuencia durante la preparación
de muestras o la ejecución de ensayos. Los más utilizados son: palas,
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-
brochas, seguetas, cuchillos, elementos abrasivos, espátulas, rodillos, martillos,
limas.
Figura 10. Herramientas (Fuente: Escuela de Ingeniería de Antioquia, Laboratorio de
Suelos. Disponible en: http://www.eia.edu.co [en línea]. 2006)
2.4.4 Equipos especiales
Un laboratorio de Mecánica de suelos y pavimentos debe estar lo
suficientemente capacitado para el desarrollo de las pruebas y ensayos
requeridos. Es por esto que es indispensable en uso de equipos
especializados para tal desarrollo con el fin de efectuar de buena forma las
prácticas; en donde se utilicen equipos para realizar ensayos de rutina y
ensayos especiales, ensayos de calidad de agregados, concretos y asfaltos.
De igual manera, debe contar con equipos de exploración de campo y equipos
para pruebas “in situ”.
Dentro de los equipos principales podemos encontrar:
Ensayos Estándar
o Juegos de mallas desde 3” hasta la malla N°200 (0.07mm)
para efectuar los análisis granulométricos por tamizado.
o Equipo para ensayo de sedimentación por hidrómetro.
o Equipos para la determinación de los límites de
consistencia, tales como Copa de Casagrande para el
límite líquido, acanaladores, equipo de límite de
contracción, etc.
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-
o Equipos diversos para determinación de humedades,
pesos unitarios, gravedad específica, etc. tales como
vasijas, balanzas, hornos, probetas,etc.
o Equipo diversos para realizar ensayos de compactación,
como moldes para Proctor, pisones, prensa C.B.R
Ensayos Especiales
o Equipo hidráulico para compresión simple.
o Equipo de corte directo.
o Equipo de corte directo residual
o Equipo triaxial
o Equipo para ensayo de consolidación unidimensional del
tipo múltiple y del tipo con medición de presión con sistema
de contrapresión.
o Equipo para determinar el equivalente de arena
o Equipo para determinar la deformación de los pavimentos
(Viga Benkelman)
o Equipo para determinar la abrasión de los agregados
(Máquinas de Los Ángeles)
o Equipo para determinar la resistencia de los suelos a la
Penetración California Bearing Ratio (CBR)
o Equipo de expansión de suelos (Libre y Bajo carga
controlada).
o Equipo para lavado asfáltico.
Ensayos “In Situ”
o Equipo de densidad mediante el cono de arena y el marco
metálico.
o Equipo de prueba de carga sobre placa
o Equipo de penetración estándar S.P.T.
o Equipo de penetración ligera S.P.L.
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o Equipo de corte directo “In Situ”.
o Equipo de rugosímetro
NATURALEZA DE LOS LABORATORIO "Los laboratorios de ensayo son entidades públicas o privadas, con
personalidad jurídica propia, que se constituyen con la finalidad de llevar a
cabo la comprobación, solicitada con carácter voluntario, de que los
productos cumplen con las normas o especificaciones técnicas que les sean
de aplicación"11.
Los Laboratorios Privados, son entidades independientes o que hacen parte
de una empresa de carácter privado y solo realiza pruebas y ensayos para
la misma entidad para quien fue creado; por otra parte, los Laboratorios
Públicos, son entidades que se encargan de servir a la comunidad en
general. Dentro de este grupo se pueden considerar las Instituciones
académicas y de Investigación, las cuales comparten el mismo concepto de
servicio de laboratorio público así sea que haya sido creado por una entidad
privada.
Los Laboratorios pueden ser, en cuanto a su propósito o finalidad de
servicio, de carácter Investigativo, Docente o de Extensión.
En el caso de un Laboratorio con fines Investigativos, éste se encargará de
ejecutar pruebas y ensayos con el objetivo de extraer conclusiones sobre
determinadas muestras y sus procesos para mejorarlos o para solucionar
problemas; al mismo tiempo que se encargará de evaluar y analizar la
conformidad de las muestras respecto a los requisitos normativos.
11 Fuente: Ensayos de Laboratorio, Instituto C.M.C., Consejería de Infraestructura y desarrollo Tecnológico, Mérida, Folleto. 2005.
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-
Un Laboratorio de naturaleza Docente, tendrá como objetivo principal el
aprendizaje y la formación del estudiante a partir del método de prueba y
error. En un Laboratorio Docente, también se investiga y desarrollan
procesos de evaluación de muestras para determinar sus propiedades,
características esenciales y conclusiones con base en la observación.
En el caso de un Laboratorio de Extensión, se desarrollan y ejecutan
pruebas que sirven para comprobar que los productos industriales, o en
este caso, materiales de construcción, cumplen con las normas o
especificaciones técnicas que les son de aplicación.
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-
3 SITUACIÓN ACTUAL
Con el fin de desarrollar algunos parámetros asertivos de la situación actual
frente al estado de los Laboratorios del Programa de Ingeniería Civil, se hizo
necesario definir el papel que deben cumplir las dependencias del programa y
determinar en que forma se acoplan con el desarrollo de las actividades
académicas de los estudiantes, el trabajo docente y el espíritu investigativo que
conforman la esencia de la estructura de la Universidad.
Con esta sensibilización será posible obtener que los componentes práctico
experimentales constituyan el verdadero sustento del trabajo académico en el
nuevo tipo de Universidad que requiere y necesita el país. Los Laboratorios de
Ensayo son dependencias que sirven de soporte para el desarrollo de las
habilidades prácticas, la determinación de las características de materiales o
productos, la recopilación de información para ampliar los conceptos y despejar
las dudas, modelaciones de los resultados obtenidos o desarrollo de informes
de laboratorio a partir de los resultados en las pruebas, etc.
Una mirada amplia hacia los laboratorios actuales de la universidad, nos llevan
a determinar que en algunos casos, éstos han venido operando por muchos
años como dependencias de apoyo docente con poca integración e inclusión
en los aspectos de investigación y extensión.
Es por esto que algunas de estas dependencias no tengan vocación
investigativa, tengan poca experiencia en los análisis de mediciones y estén
muy alejados de los procedimientos necesarios y exigidos para implementar un
sistema de calidad y encaminar hacia un proceso de acreditación. La
acreditación es un reconocimiento especial para determinados ensayos que se
desarrollan dentro del laboratorio y constituye la ratificación de la calidad de los
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mismos, a partir del inicio de este proceso, en donde se gestiona y gana
importancia el trabajo docente e investigativo.
En la actualidad el programa de Ingeniería Civil cuenta con 5 dependencias de
apoyo práctico experimental con instalaciones organizadas, equipos
especializados y personal administrativo que las conforman. Algunas de las
dependencias de laboratorio no corresponden al programa específicamente,
sino que dado la gama de conocimientos que maneja el programa y el
desarrollo de las actividades académicas dentro de las aulas de clase, es
necesario el uso de estas instalaciones comunes, en algunos casos, para la
Facultad de Ingenierías de la Universidad.
Por lo anterior, se hace conveniente realizar una evaluación de algunas
dependencias de los Laboratorios con los que cuenta la Facultad de
Ingenierías y analizarlas con el fin de desarrollar un diagnóstico que nos lleve a
establecer las necesidades existentes y nos ayuden a proponerle al programa
de Ingeniería Civil, la implementación de un laboratorio propio que constituya
un sistema de soporte práctico experimental sólido, adecuado y eficiente.
3.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS LABORATORIOS DEL PROGRAMA 3.1.1 Generalidades
Se consideró conveniente establecer algunas de las dependencias de la
Facultad de Ingeniería que se denominan Laboratorios.
Para la ejecución del estado actual de los laboratorios del Programa de
Ingeniería Civil, se tomaron como referencia las dependencias ubicadas en el
Edificio Aulas 2 de la Universidad, sin importar el programa al cual pertenecen,
su carácter ni la base de su creación.
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Aquí encontramos 15 laboratorios distribuidos entre el 1er y 2do nivel del
edificio Aulas 2. En la tabla 3 se relacionan estas dependencias con sus
características físicas de las instalaciones.
Tabla 3. Laboratorios de Ingenierías- Edificio Aulas 2 ♦
1ER. NIVEL
Ubicación Área (m2) Ventana
s (m2) Lámparas Ventiladores Aire
Acond. Capac. Horas Uso Uso
Nombre Lab.
A2- 002 49.00 7.00 6x2x40 4 Si
Lab. Productividad
A2-003 49.00 7.00 6x2x40 4 Si Lab. Simulación
A2-004 98.00 7.00 12x2x40 2 Si
Lab. Maquinas Eléctricas
A2-005 49.00 7.00 6x2x40 Si Lab. Metalografía
A2-006 70.00 7.00 12x2x40 Si Lab. Hidráulica
A2-008 49.00 7.00 6x2x40 Si
Lab. Resistencia de Materiales
A2-009 130.00 43.00 16x2x40 Si 30 4 44% Laboratorio Integrado
A2-010 80.00 Lab. De Motores
2DO. NIVEL
Ubicación Área (m2) Ventanas (m2)
Lámparas Ventiladores Aire Acond. Capac. Horas Uso Uso
Nombre Lab.
A2-102 49.00 23.80 6x2x40 Si 18 Laboratorio Física Mca.
A2-103 49.00 11.90 6x2x40 Si 18 Laboratorio Física Electr.
A2-104 49.00 23.80 6x2x40 Si 30 Laboratorio Electrónica
A2-105 70.00 17.00 9x2x40 Si 20 Laboratorio Electrónica
A2-106 49.00 11.90 20x1x40 Si 15 Laboratorio Electrónica
A2-107 49.00 23.80 20x2x40 Si 15 Laboratorio Control
Laboratorio Teleoperado 76.00 Si
Laboratorio de Electrónico.
Convenciones: Laboratorios de Ingenierías que hacen parte de las dependencias de Ingeniería Civil
♦ Fuente: Suministrado por Ing. Orlando Parada, Laboratorio Integrado. 2006
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De la tabla anterior podemos notar que las dependencias poseen áreas
cómodas casi todas con 49 m2 para el desarrollo de las pruebas de laboratorio,
con capacidades que oscilan entre los 15 a 30 estudiantes.
3.1.2 Instalaciones de los Laboratorios
Los Laboratorios del Programa de Ingeniería Civil conforman un grupo de
dependencias que, además de hacer parte de su estructura organizacional
comparten al mismo tiempo con otras carreras de Ingenierías, el desarrollo de
pruebas y ensayos afines; conformándose éstos como un espacio de
interacción, conocimiento, investigación y competencia sana entre los
estudiantes de la Facultad de Ingeniería.
El Laboratorio de Hidráulica posee un área de 70 m2. Éste tiene la capacidad
suficiente para albergar a los estudiantes que desarrollen prácticas de
Mecánica de Fluidos e Hidráulica, comunes tanto para los estudiantes del
programa de Ingeniería Mecánica como para los de Ingeniería Civil.
Así mismo el Laboratorio de Resistencia de Materiales, con un área de 49 m2,
también se constituye como una dependencia común para el desarrollo de
pruebas y ensayo de materiales para ambos programas mencionados
anteriormente.
En el Laboratorio Integrado de Ingenierías, con un área de 130 m2, se
desarrollan las pruebas y ensayos de Hormigón, Aguas y Química, siendo éste
otro de los laboratorios que hacen parte del programa de Ingeniería Civil y que
además comparte sus instalaciones con el programa de Ingeniería Ambiental e
Ingeniería Química.
La puesta en marcha del Laboratorio Integrado contribuyó al inicio de una de
las instalaciones propias del Programa de Ingeniería Civil, en las que el
estudiante ejecuta las prácticas en unas instalaciones modernas y equipadas;
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gracias a la inversión de la Universidad Tecnológica y las donaciones
especiales de equipos por parte de empresas reconocidas de la ciudad.
Figura 11. Instalaciones del Laboratorio Integrado de Ingenierías
3.1.3 Equipos del Laboratorio Integrado
Tabla 4. Equipos del Laboratorio Integrado (Fuente: Ing. Orlando Parada, Coordinador del Laboratorio Integrado)
EQUIPOS/ MATERIAL Un floculador con 4 puestos Un sistema de cubeta para baño de Maria con temporizador y agitación. Dos balanzas electrónicas una de alta precisión. Un Peachimetro portátil Hanna Un Colorímetro Aqua-color. (Faltan los discos) Dos agitadores magnéticos. Un destilado de agua Un Computador para Simulación de proceso Indumentaria de vidrio Reactivos esenciales
3.1.4 Población Estudiantil
El proceso de analizar actividades de ensayo es necesario para el aprendizaje
de todo estudiante. La adquisición del conocimiento a partir del concepto de
prueba y error, constituyen la base para el desarrollo investigativo del
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estudiante que a partir del ejercicio propio y el contacto con los equipos,
materiales, actividades, análisis, exploración, ayudan a la ejecución de
informes finales con base en los resultados obtenidos.
En la actualidad, el desarrollo de los ensayos del programa de Ingeniería Civil
constituye una herramienta fundamental y necesaria para su proceso. El uso
de los laboratorios de Física Mecánica y Eléctrica se desarrolla en conjunto con
los estudiantes de otros programas de la facultad de Ingenierías, igualmente
para el desarrollo de los ensayos en los laboratorios de Resistencia de
Materiales, Hidráulica y el uso del Laboratorio Integrado para evaluar los
parámetros de investigación en las áreas de Hormigón o Aguas.
Las pruebas de Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos continúan
desarrollándose fuera del campus universitario, de manera similar como se
describió en los antecedentes.
La población estudiantil ha crecido en el programa de tal manera que no es una
cantidad mínima la requiera éste servicio, sino que ya es necesaria una
dependencia que convoque a los estudiantes a desarrollar las prácticas de
Suelos y Pavimentos sin necesidad de salir de la Universidad.
3.1.5 Alianzas y Convenios
Dentro del marco de caracterización realizado a los laboratorios se notó la
presencia de alianzas y convenios dentro y fuera del Programa de Ingeniería
Civil.
Se observa que las alianzas se encuentran establecidas entre laboratorios de
la misma Facultad, aunque en algunos casos no se presenta.
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Dentro de las alianzas y convenios externos, se establecen con universidades
regionales y empresas privadas locales dedicadas al desarrollo de pruebas y
ensayos.
3.1.6 Medios de Divulgación
En la actualidad, el único mecanismo de divulgación con el que cuenta la
mayoría de los laboratorios de la Facultad es a través de los servicios que
ofrece la universidad a sus estudiantes en los programas académicos. Algunos
se presentan como Catálogo de Servicios de Laboratorio de la Universidad
mediante el Centro de Servicios de Ingeniería (OSI) por la página Web
Institucional.
3.1.7 Sistemas de Calidad y Acreditaciones
En la actualidad, es pertinente que se ejecuten todos los procesos de
laboratorio con base en unas normativas aplicadas respectivamente a cada
ensayo. Es importante que se determine la calidad en los resultados
obtenidos, aportando de esta manera un alto grado de credibilidad en los
clientes, ya sean estudiantes o externos, para el desarrollo de las pruebas de
laboratorio.
La Facultad de Ingeniería, y por consiguiente el Programa de Ingeniería Civil,
no posee Laboratorios con reconocimientos de Acreditación; aunque la facultad
cuente con programas con acreditación de Alta Calidad como Ingeniería
Mecánica, Ingeniería de Sistema y Tecnología en Sistemas∗.
3.1.8 Naturaleza de los Laboratorios del Programa
En la actualidad, los Laboratorios del Programa de Ingeniería Civil son
utilizados con fines Docentes. Su propósito es el de realizar ensayos y pruebas
paralelas con el desarrollo de las diferentes asignaturas para los estudiantes de
∗ Fuente: Página Web Universidad Tecnológica de Bolívar. www.unitecnológica.edu.co [en línea]. 2006.
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la Institución. No se encontraron laboratorios del Programa de Ingeniería Civil
con fines específicos de Investigación o de Extensión.
3.2 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL Para el desarrollo del Análisis de la Situación Actual de los laboratorios del
Programa de Ingeniería Civil de la Universidad, fueron necesarios cada uno de
los parámetros descritos anteriormente. La efectividad en los servicios de las
dependencias del programa nos lleva a plantear sugerencias y
recomendaciones al programa con el fin de lograr implementar un mejor
servicio a los estudiantes a través del desarrollo de las buenas prácticas de
laboratorio.
Para lo anterior se desarrollaron varias recomendaciones y sugerencias a cada
uno de los requerimientos encontrados en la descripción de la situación actual
de los laboratorios del programa de ingeniería civil.
Sugerencias para Alianzas y Convenios:
Se sugiere a los laboratorios establecer alianzas entre facultades con el fin
de desarrollar actividades o jornadas de interacción entre los estudiantes
para incentivar el espíritu investigativo, competitivo y de liderazgo. Por
ejemplo un estudiante de Ingeniería Civil que interactúe en un laboratorio de
seguridad industrial del programa de Ingeniería Industrial, seguramente
tendrá en cuenta tales controles de seguridad en los sitios de obras de
construcción.
Esto además, constituye el inicio de una alianza sana entre dependencias,
desarrolla las habilidades de los estudiantes, agiliza el desarrollo de las
pruebas y ensayos, aumenta las relaciones entre los estudiantes de
diferentes programas académicos, ayuda a las observaciones de los
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estudiantes para las evaluaciones de los docentes, inicia el desarrollo de
charlas, talleres, exposiciones, etc., entre los laboratorios ya sea dirigida por
estudiantes o docentes, aumenta los niveles de investigación, etc., y en
general, ayudarían a conformar un departamento de Laboratorios bien
desarrollado y constituido dentro de la estructura organizacional de la
Universidad.
Sugerencia para las estrategias de Divulgación:
Con base en los resultados presentados, se sugiere a los Laboratorios del
Programa estrategias de divulgación interna y externa de las distintas
actividades académicas que desarrollan, con el propósito de socializar los
laboratorios y de esta forma poder conformar alianzas estratégicas y
convenios al interior y por fuera de la Universidad.
3.2.1 Conclusiones del Análisis
La propuesta para implementar el Laboratorio de Mecánica de Suelos y
Pavimentos se origina a partir de la falta del servicio y el espacio apropiado
para la ejecución de pruebas y ensayos sin la necesidad de buscar por fuera
del campus universitario. Esta carencia para los estudiantes del programa de
Ingeniería Civil nos convoca a proponerle a la Universidad Tecnológica de
Bolívar un proyecto de implementación de un Laboratorio, en donde se
demuestre la necesidad de una instalación amplia, bien dotada y con áreas
específicas para el desarrollo de los ensayos correspondientes a Suelos y
Pavimentos; con proyección a visualizarse dentro del campus universitario y
con una ubicación que satisfaga las necesidades pertinentes.
Para ello es necesario una dependencia con fines Docentes, en donde se
promueva la investigación y el desarrollo de actividades que proporcionen una
herramienta básica para los estudiantes del programa, a partir de la interacción
con los ensayos y pruebas que amplíen el entendimiento del estudiante y
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faciliten la comprensión de los contenidos de las asignaturas por parte de los
docente.
Será necesario realizar una descripción general del proyecto, en donde se
presente detalladamente las zonas aledañas al mismo, zonas de laboratorio y
ubicación con lo que se determinarán cada uno de los parámetros que se
deberán tener en cuenta para la elaboración de un proyecto.
Además de las generalidades, será pertinente que se presenten los Diseños
del Laboratorio elaborados a partir de las necesidades, en donde se puedan
colocar los equipos y accesorios para la ejecución de las pruebas que se
proponga desarrollar; dotada de amplias zonas organizadas y estructuradas
que permitan realizar las actividades e inciten al desarrollo de investigaciones,
se maneje y controle el medio ambiente y se realice una buena disposición de
los sólidos del laboratorio.
Para la implementación del Laboratorio, será necesario que se muestren los
costos y mantenimiento de las instalaciones. Para ello será fundamental que
se presenten los presupuestos y Costos de Inversión necesarios para tal
ejecución y se demuestre la relación Costo- Beneficio del proyecto en donde se
demuestre su viabilidad.
Será necesario presentar los parámetros de investigación y pruebas básicas
que regirán los lineamientos establecidos para el laboratorio, a partir de las
necesidades básicas actuales y los ensayos primordiales para el entendimiento
de las asignaturas. Además del desarrollo de las guías de laboratorio, las
cuales serán las encargadas de constituir la estructuración de los procesos
requeridos para el desarrollo de las pruebas a partir de las normativas nacional
e internacionalmente establecidas.
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De acuerdo con los resultados del análisis de no poseer sistemas de calidad
para los laboratorios de la Facultad de Ingenierías, se deberá presentar una
guía metodológica para la implementación de un sistema de calidad para el
laboratorio en donde se presenten las ventajas y desventajas, se analice el
estado del laboratorio y se definan las funciones del personal y los procesos de
calidad conforme con la normativa vigente para este requerimiento, que ayuden
a encausar el inicio y desarrollo de las actividades y que conlleven a un
reconocimiento de acreditación nacional.
Para el desarrollo de estas actividades, se infiere la necesidad de realizar un
procedimiento de investigación con base en los requerimientos internos y se
desarrollen a partir de las debilidades y necesidades externas.
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4 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
La Universidad Tecnológica de Bolívar está bien dotada de un espacio amplio
que proporciona un ambiente favorable para el desarrollo de las actividades
académicas. Esta gran extensión dispone de estructuras muy bien
organizadas y equipadas, en donde se encuentran debidamente ubicadas las
aulas de clases, cafeterías, biblioteca, auditorio, bienestar universitario, campos
deportivos, parqueaderos, etc.; que se confunden en un medio ornamentado
con árboles, naturaleza, clima, entorno y paisajes que hacen del lugar un
ambiente adecuado para plantear una posible ubicación del proyecto en
mención, dentro de éste marco, sin que el entono se vea perjudicado.
4.1. EVALUACIÓN Y ESCOGENCIA DEL SITIO DEL PROYECTO Para el desarrollo de la Propuesta para implementar el Laboratorio de
Mecánica de Suelos y Pavimentos, se llevaron a cabo una serie de
investigaciones que finalmente condujeron a la escogencia apropiada del sitio
donde se quiere y se propone el desarrollo este proyecto.
Para iniciar con esta investigación, se recurrió a la orientación del Arquitecto
Ariel Pérez, el cual hace parte del grupo de profesionales que se encargan de
planificar y ejecutar el desarrollo de la infraestructura de la Institución. De esta
manera surgió el interrogante: ¿Cuál deberá ser el sitio más apropiado para la
implementación de un laboratorio de suelos y pavimentos, sin que perturbe el
entorno existente?
Pa